旋槳式流速儀

一、用    途
LS25－1型旋槳式流速儀是一種江河水文測驗儀器，主要用于測定一般河流、渠道、水庫、湖泊等過水斷面中預定測點的水流平均速度，從而確定該斷面的流量。
旋槳式流速儀

二、主要技術指標
1．測速范圍： Ｖ=0.06~7.0m/s
2．工作水深： 一般不大于24m；
3．工作水溫： 0~40℃；
4．工作水質： 淡水(含有不過分的礦物質）或含有泥沙的渾水；
5．連續工作的累計時間： 8h；
6．儀器的起轉速度： V0≤0.05m/s
7．檢定公式的均方差： m≤1.5％
8．槳葉螺距： 250mm；
9．每二次信號間槳葉的轉數： 20轉
旋槳式流速儀

三、工作原理及計算方法
LS25－1型旋槳式流速儀的工作原理是：當水流作用到儀器的感應元件——槳葉時，槳葉即產生旋轉運動，水流越快，槳葉轉動越快，轉速與流速之間存在著一定的函數關系，即V=f(n)。所以說，確定水的流速，實際上只要準確的測出儀器槳葉的轉數及相應的時間就行了。假定儀器的臨界速度為Vk，實驗表明，在Vk以下至起轉速V0之間，函數是曲線形式，Vk以上則是線性關系。
每架儀器檢定結果，均附有曲線圖和如下的檢定公式：
V=bn+a式中：V——流速(m/s)；
n——槳葉回轉率(轉速)，等于槳葉總轉數“N”與相應的測速歷時“T”之比，即n=N/T；
b——水力螺距(對應于原標準的K)，單位是m；
a——儀器常數(對應于原標準的C)，單是m/s；
b值和a值與槳葉的螺距和支承系統的摩擦阻力等因素有關，因此對該部分的零件務必小心地使用和仔細的養護，否則將會影響到流速測驗的準確度。
    水流速度的測定，實際上乃是測量在預定時間內流速儀的槳葉被水流沖動時所產生的轉數。槳葉的轉數是利用儀器的接觸機構轉換為電脈沖信號，經由導線傳遞到水面部分的計數儀器來計算的。槳葉每轉20轉，接觸機構接觸一次，計數儀器即發計一次信號，測量者統計此信號數，并乘上20倍數，即得流速儀槳葉的實際轉數。用停表記錄該轉數相應的測速歷時“T”，并以歷時“T”除轉數“N”，即得旋槳的回轉率“n”。，把此回轉率“n”乘以水力螺距“b”，并加上儀器常數“a”，即得實測流速。
    如果流速小于臨界流速Vk，則可在放大的曲線圖上直接根據旋槳轉速“n”查得流速。
    為了避免流速脈動對測速成果的影響，因此，測速歷時一般不得小于100秒， 根據各河流的特性，通過試驗，進行分析，予以確定。
四、儀器結構
    LS25－1型旋槳式流速儀的主體結構可分為旋轉部件、身架部件和尾翼部件等三個部件。詳見儀器結構圖。
    （一）旋轉部件  按其工作原理分為感應和接觸機構兩支部件。
    1．感應支部件：由感應元件——槳葉(1)及其支承系統——軸套（2）、右旋螺絲套（8）、壓帽（32）、球軸承（31）、外隔套（30）、內隔套（29）和旋槳軸（28）等所組成。
    槳葉是由PC工程塑料制成，為一雙葉的螺旋槳。
    支承系統乃是一個精密的機械結構。支承系統的重要元件是一對單列向心推力球軸承，安裝在固定不動的旋槳軸的前部。球軸承之間用內隔套和外隔套分開，其內圈及內隔套借壓帽固緊在旋槳軸上，其外圈及外隔套則套在軸套的圓柱孔內，這樣，便構成了一個完善的支承系統。
    2．接觸機構支部件：乃是一個閉合開關裝置。
    接觸機構包括：螺絲套（27）、齒輪（26）、接觸絲（25）、圓柱頭螺釘（24）、接觸銷（3）、接觸輪（4）、齒輪軸（5）、接觸軸套（6）、絕緣座（7）、導電桿（3）、和襯管甲（11）。
    （二）身架部件  由下列零件所組成：身架（12）、固軸螺絲（13）、墊圈（14）、插孔（15）、插孔套（16）、接線柱乙（23）、襯管（22）、接線柱甲（21）、壓線螺絲（20）和固定螺絲（19）等。
    （三）尾翼部件  尾翼（18）為一長形平面舵，用以平衡儀器和迎合流向之用。安裝于身架尾部的圓柱孔中，并用固尾螺絲（17）固定。
五、儀器附屬設備
    LS25－1型旋槳式流速儀的附屬設備是測量所必需的，它包括計數裝置、懸掛設備和儀器的裝卸工具。
    （一）計數、計時裝置  供測速時記錄槳葉的轉數和其相應歷時。包括：
    1．計數器：可選用本廠的各種計數器，如流速儀計數器、音響器、通用測算儀等。
    2．電線：為雙股膠質線，供測量時連接電路、傳遞信號之用。按長度分為15、30、40m三種，根據用戶的需要，在訂貨時另行訂購。
3．停表：記錄測速時槳葉轉動所經歷的時間。此表在一般市場上均可購到，故本儀器出廠時不另附。停表的誤差為每10分鐘≤±5秒。
    （二）懸掛設備  為測量時安裝和懸掛儀器所必需的設備。根據水深不同，可選用：
    1．CG28型測桿、適用于淺水河流，測桿有兩根，可裝合為一，長為3米。
    2．懸索設備：適用于深水河流。LS25－1型旋槳式流速儀備有轉軸、懸桿和兩個繩鉤，作為懸掛時聯接之用。本儀器所附的繩鉤允許懸吊50kg重量的鉛魚。
    （1）水文絞車：供測量時懸掛并操作儀器至預定的測點位置使用。同時也可在測量時打水深。本設備我廠不。
    （2）鉛魚：供在測量時穩定儀器于測點位置使用。我廠備有下列重量的鉛魚供選用：8、15、30、50、75、100、150、200kg。
    （3）鋼絲繩：為懸吊儀器使用。如果用戶自備有絞車，則可按水深選用15、30、40m其中的一種鋼絲繩，其直徑為3－4mm。
六、儀器的使用
    1．每次施測前，應對以下部分進行檢查：
    （1）旋轉部件：手拿槳軸，用嘴輕吹槳葉，槳葉應轉動靈活，無磨擦或卡阻現象，否則應重新拆洗。
（2）計數器：檢查音響或計數是否正常。
    （3）接觸機構：用雙股膠質線將流速儀信號輸出端和計數器信號輸入端聯接好，轉動槳葉，一個信號長度為三轉左右，否則應重新調整接觸絲。
    （4）停表：檢查各撳鍵是否正常。
    2．以上各部分經檢查正常后，即可準備實施測流。
    （1）將儀器身架內腔注入儀器油（油量約1/2孔高），用相應的緊固件將旋轉部件、身架、尾翼進行組裝（注意右旋螺絲套與身架之間應有0.4mm間隙）。
    （2）安裝儀器：
    a．用測桿工作時，先把測桿裝配成套，把儀器套在桿上預定的水深位置上，并用二個固定螺絲固緊。桿的上部安裝與儀器軸向一致的指針。
    b．用懸索工作時，取出轉軸，把轉軸套進身架孔中。用身架上的固定螺絲固緊。取出繩構和懸桿，把儀器掛在絞車的鋼絲繩上，而下部接裝適重的鉛魚。
    （3）聯接電路：把電線一端的二線頭分別接到流速儀身架的接線柱上，未穿進接線柱孔眼中以前， 在鋼絲繩上先打一結，以免被水流沖脫；電線的另一端頭，則分別接到計數器輸入端。
    （4）轉動槳葉，確認信號系統工作正常后，即可下水開始測流。
（5）工作完畢儀器出水以后，應立即在當地用干毛巾擦干水份，如儀器上沾有污物或泥沙，則應先用干凈的水洗凈，然后再擦干，卸成原來的各部件，妥善地安裝到儀器箱指定的位置。
七、儀器的拆洗
一般情況下，每次測流完成后都應對流速儀進行拆洗，但在水質比較好，河水比較清亮的情況下，可適當減少拆洗次數。
    1．身架的清洗
    重點清洗身架孔及身架頭的活動環和喇叭口處。反復用汽油將孔內及活動環等處的泥沙及污物清洗掉，并用毛巾擦干。
    2．旋轉部件的拆洗
    （1）在拆洗前，暫不要擰下右旋螺絲套，先用干凈毛巾將軸套外面和露在軸套外面的旋槳軸擦凈（因可能有水或少量的泥沙粘附在上面）。
    （2）用鑷子裹上棉花，仔細將右旋螺絲套和軸套間的水擦干凈。
    （3）按反時針方向將右旋螺絲套取下，此時應注意，不要轉動軸套，以防止帶有泥沙的渾水進入槳葉內腔中。
    （4）用鑷子夾住小棉花球，將軸套與槳葉內腔間的污水擦凈。
    （5）把軸套從槳葉孔中拔出，拔出時要注意：
    不要讓槳葉從軸套內滑出，為此，當拿住軸套向外拔時，要用小指帶往旋槳軸。
    （6）把軸套和旋槳軸分開，放在清潔的汽油中。
    （7）把槳葉內腔中的儀器油倒出，檢查油內是否有水份和泥沙。
    （8）如油中不含有水份和泥沙時，則不必拆卸球軸承，只要把整個旋槳軸連球軸承放在汽油里晃洗干凈即可；相反，如油中含有水份和泥沙，則必須按照關于球軸承拆洗方法進行清洗。這時槳葉內腔應用汽油清洗干凈。
    （9）零件洗凈后，槳葉孔內注入儀器油，并按拆卸的相反程序安裝好。
（10）試驗槳葉轉動的情況，如果正常，則可裝上身架部件，放在儀器箱內原有位置上。
    3．球軸承的拆洗
    （1）用左手拿住旋槳軸的中部，然后用右手將壓帽松開，注意切勿拿著旋槳軸的尾端，以免將旋槳軸擰彎。
    （2）將前球軸承、外隔套、內隔套以及后球軸承順序地從軸上取下，并按一定的位置放在汽油中。拆卸球軸承時，必須認真記牢二個球軸承的前后位置和方向，且勿把位置或方向搞錯，以免影響儀器的檢定系數。
    （3）洗滌球軸承時，用左手食拇二指捏住內圈，放在汽油中用右手食指拔動外圈，使其不斷地轉動——浸洗，直到洗凈為止。
    （4）洗滌后，檢查其靈敏度，為此，用手指撥動軸承的外圈，如果轉動靈活，停止緩慢，則表示確已清洗干凈。
（5）如果球軸承內部夾雜有泥沙或其它異雜物時，應放在汽油中用軟鐘表刷刷洗干凈，切不可用毛巾擦拭。
    （6）如果彈子發黃，有生銹的趨勢時，則可用右手食、拇二指捏住球軸承的內圈，在左手的手掌上滾擦，直至彈子恢復原有的光潔度為止，然后放在汽油中洗凈。
    （7）球軸承外圈的滾道上有銹跡或污物時，可用細白布擦拭，然后再用汽油洗凈，但要注意：不要有棉紗纖維**在上面。
    （8）將旋槳軸放在汽油中晃洗，挖泥沙、污物等清洗干凈。
（9）清洗軸套時，特別要注意其中螺絲套螺紋中的泥沙和異雜物，清洗時可用小棕刷進行，但要提防斷毛卡在螺紋內，以免阻礙齒輪的轉動。
    (10)全部零件清洗后，按與拆卸相反的順序裝回。
    安裝時應注意：
    （1）前、后球軸承的位置不能互換。
    （2）前、后球軸承的彈子不能互換。
    （3）球軸承外圈的方向不能安裝錯，否則會掉落。其方向是以有間隔的一邊朝向外隔套為準。
    （4）內圈安裝的方向不能搞錯，一般是：內、外圈標志的方向是一致的；或鋼球分離環薄面朝內(外圈不間隔的一面），厚面朝外。 在次拆洗時，記清方向，并記在有關的筆記本上。
（5）壓帽必須壓緊球軸承的內圈，使球軸承只能轉動而不能前后移動。
（四）接觸裝置的拆洗
    1．接觸裝置的清洗：在一般正常的使用情況下，不需拆卸零件，而只要在汽油中晃洗幾次，便污物去除，并用洗耳球壓縮空氣吹干即可。
    2．接觸絲：如因電流過強而燒斷，即可按下法換用新接觸絲：
    （1）分別旋下齒輪軸及圓柱頭螺釘，卸下齒輪和接觸絲。
    （2）用鑷子將接觸絲彎成原來的形狀。
    （3）裝上新接觸絲及齒輪。
（4）調整接觸絲,使其適度地壓住接觸銷。調整時應注意，過緊將會影響靈敏度；而過松，將會接觸、信號不穩。應調整成使一個信號的連續時間為槳葉轉動3轉左右，為此，應把接觸絲的懸空端部略微向下彎成弧形， 在次拆洗時記住其形狀。
3．接觸絲和接觸銷上如有銅綠或氧化物存在，而影響電路接通時，則應拆洗，除去氧化物或銅綠。
八、流速儀的養護
    小心地使用和仔細地養護，可保證LS25－1型旋槳式流速儀正常地、可靠地工作，并且獲得準確的水文資料。下列的規定，應及時和準確地執行：
1．儀器及全部附件應妥善地保存在儀器箱內(除測桿外)，并放置在干燥、通風的房間內。
    2．拆卸、清洗及安裝儀器以前，必須通曉儀器的結構和拆卸方法，否則不準隨便拆卸。
    3．檢查或拆卸儀器以前， 用肥皂和30－40℃的溫水洗手，去除汗酸，以防球軸承生銹。
    4．拆卸和安裝儀器，只能用專用的工具。
    5．安裝儀器時，一定要注意裝配位置的正確性——球軸承的位置和方向，右旋螺絲套與身架的間隙(0.4mm)；牢固性——上緊固定螺絲和螺帽等。
    6．在測量時，槳葉內腔和身架孔必須加油。
    7．使用時，如發現旋轉部件松動，或右旋螺絲套與身架間隙變大，應立即停止使用，進行檢查，并重新安裝。發生這種情況原因可能有下列兩種：
    （1）壓帽松動，而使球軸承松開。遇此情況，需要拆卸儀器，重新安裝。
    （2）固軸螺絲未上緊，旋槳軸向外滑，這時只要調整好位置，固緊即可。
    8．清洗球軸承用的汽油應很清潔， 分成三個容器粗洗和精洗。精洗汽油用過一段時間后應改為粗洗，而粗洗汽油則倒進油瓶中過濾，重新換用干凈汽油作為清洗之用。
    9、槳葉內腔如沒有進水現象，球軸承可不要拆卸，只要在汽油內晃洗清潔即可。  
    10．刷洗球軸承時，只能用軟的小鐘表刷，不能用硬刷，以免損傷彈子的光潔度。
    11．球軸承和內外隔套洗凈后，必須用洗耳球壓縮空氣吹或諒干，涼干時必須把零件放在干凈的玻璃器皿中(或干凈的白光滑紙上)，并且玻璃罩蓋住，以免落灰。
    12．潤滑油切不可換用其他油類；更不準使用黃油潤滑，因為改變油的粘度將會使儀器的檢定公式產生變化。
    13．儀器安裝好后，切不可平放在桌上，必須將儀器的頭部架空，以免使旋槳軸受壓而變形。
    14．使用時必須注意，不準使儀器與他物碰撞，以免影響槳葉的正常轉動。
    15．儀器各部件必須妥善地安放在儀器箱中指定的位置。蓋上箱蓋時，必須小心謹慎，如感覺有阻礙，蓋不平服，必須檢查安置是否正確，切勿用力硬壓。
    16．球軸承在使用后，應仔細清洗和加油，用心保護。在長期保存時，應特別地加以照料，每隔一定的時間(約半年)，應取出檢查，并加油等。如果發現銹跡，應立即清洗；如無法修復，則應送工廠修理和重新檢定。